DE102023121573A1

DE102023121573A1 - Parameteraktualisierungsvorrichtung und verfahren zum aktualisieren von parametern

Info

Publication number: DE102023121573A1
Application number: DE102023121573.6A
Authority: DE
Inventors: Motoya SUZUKI; Shuuichi Yahagi
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2023-08-11
Publication date: 2024-03-07
Also published as: JP7359265B1; JP2024031032A; US20240067192A1; CN117632976A

Abstract

In einem Steuersystem mit einem Feedback-Steuergerät, einem Sollmodell und einem Fehlerkompensator enthält eine Parameteraktualisierungsvorrichtung 1, die einen Parameter des Fehlerkompensators 1 aktualisiert, eine Datenerfassungseinheit 32, die Eingangsdaten, die einen Steuereingang zu einem Steuerungsobjekt anzeigen, und Ausgangsdaten, die einen Ausgang von dem Steuerungsobjekt anzeigen, erfasst, eine Referenzsignalerfassungseinheit 34, die ein Pseudo-Referenzsignal, das ein Steuerzielwert ist, unter Verwendung der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten findet, und eine Parameteraktualisierungseinheit 36, die den Parameter des Fehlerkompensators durch Minimieren einer durch das Pseudo-Referenzsignal definierten Bewertungsfunktion aktualisiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Parameteraktualisierungsvorrichtung und ein Parameteraktualisierungsverfahren zum Aktualisieren eines Parameters eines Fehlerkompensators.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Verwendung eines Feedback-Steuergeräts auf der Grundlage eines Sollmodells, das auf der Masse eines zu steuernden Fahrzeugs basiert, wurde als Verfahren zur Geschwindigkeitssteuerung zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs betrachtet (siehe beispielsweise die Druckschrift JP 2017-157121 A ).
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
PROBLEM, DAS DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
Es besteht jedoch ein Modellfehler zwischen einem Sollmodell und einem tatsächlichen Fahrzeug aufgrund von Fahrwiderständen, einer Steigung einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, oder dergleichen. Und aufgrund des Einflusses des Modellfehlers ist ein Feedback-Steuergerät, das auf dem Sollmodell basiert, manchmal nicht in der Lage, die gewünschte Reaktionssteuerung zu erreichen. Zum Beispiel kann eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit nicht erreicht werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eines Fahrzeugs rückgekoppelt geregelt wird.
Die vorliegende Erfindung konzentriert sich auf diesen Punkt, und ein Ziel davon ist es, den Einfluss eines Modellfehlers bei einer auf einem Sollmodell basierenden Rückkopplungsregelung zu unterdrücken.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Parameteraktualisierungsvorrichtung zum Aktualisieren eines Parameters eines Fehlerkompensators in einem Steuersystem bereit, das ein Feedback-Steuergerät zum Ausgeben einer Steuereingabe auf der Basis einer Ausgabe eines Steuerungsobjekts und eines Zielwerts und einen Fehlerkompensator zum Korrigieren der Steuereingabe an das Steuerungsobjekt enthält, um einen Modellfehler eines Sollmodells, das das Steuerungsobjekt modelliert, zu unterdrücken, wobei die Parameteraktualisierungsvorrichtung eine erste Erfassungseinheit, die Eingangsdaten, die die Steuereingabe für das Steuerungsobjekt angeben, und Ausgangsdaten, die die Ausgabe des Steuerungsobjekts angeben, erfasst, eine zweite Erfassungseinheit, die unter Verwendung der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten ein Pseudo-Referenzsignal erfasst, das ein Steuerzielwert ist; und eine Aktualisierungseinheit umfasst, die den Parameter des Fehlerkompensators durch Minimierung einer durch das Pseudo-Referenzsignal definierten Bewertungsfunktion aktualisiert.
Ferner kann die erste Erfassungseinheit die Eingangsdaten und die Ausgangsdaten erfassen, wenn eine Differenz zwischen dem Zielwert und dem Ausgang größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Darüber hinaus kann die zweite Erfassungseinheit das Pseudo-Referenzsignal auf der Grundlage einer Übertragungsfunktion des Sollmodells auf der Basis der Masse des Steuerungsobjekts, einer Übertragungsfunktion des Fehlerkompensators, der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten erfassen.
Zusätzlich kann die Aktualisierungseinheit den Parameter des Fehlerkompensators aktualisieren, indem sie die Bewertungsfunktion minimiert, die durch ein Referenzmodell, das dazu vorgesehen ist, eine gewünschte Antwortcharakteristik zu haben, und das Pseudo-Referenzsignal definiert ist.
Ferner kann das Steuerungsobjekt ein Fahrzeug sein, die Eingangsdaten können Daten sein, die eine Antriebskraft des Fahrzeugs angeben, und die Ausgangsdaten können Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs sein.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Parameteraktualisierungsverfahren zum Aktualisieren eines Parameters eines Fehlerkompensators in einem Steuersystem bereit, das ein Feedback-Steuergerät zum Ausgeben einer Steuereingabe auf der Grundlage einer Ausgabe eines Steuerungsobjekts und eines Zielwerts und einen Fehlerkompensator zum Korrigieren einer Steuereingabe für das Steuerungsobjekt enthält, um einen Modellfehler eines Sollmodells, das das Steuerungsobjekt modelliert, zu unterdrücken, wobei das Parameteraktualisierungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen von Eingangsdaten, die den Steuereingang in das Steuerungsobjekt angeben, und von Ausgangsdaten, die den Ausgang des Steuerungsobjekts angeben; Erfassen eines Pseudo-Referenzsignals, das ein Steuerzielwert ist, unter Verwendung der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten; und Aktualisieren des Parameters des Fehlerkompensators durch Minimieren einer durch das Pseudo-Referenzsignal definierten Bewertungsfunktion.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Einfluss eines Modellfehlers in einer auf einem Sollmodell basierenden Feedback-Steuerung zu unterdrücken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergeräts 100 veranschaulicht.
2 zeigt ein Diagramm mit Simulationsergebnissen.
3 zeigt schematisch ein Beispiel für die Konfiguration einer Parameteraktualisierungsvorrichtung 1.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren veranschaulicht, das von der Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 ausgeführt wird.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Beschreibung der Parameteraktualisierung in einem Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergerät>
Die Parameteraktualisierung in einem Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergeräts 100 veranschaulicht. Bei dem Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergerät 100 handelt es sich um ein Steuergerät mit geschlossenem Regelkreis, das eine Rückkopplungsregelung durchführt. Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergerät 100 ein Steuerungsobjekt 102, ein Feedback-Steuergerät 104, ein Sollmodell 106 und einen Fehlerkompensator 108. Es sei darauf hingewiesen, dass davon ausgegangen wird, dass die Funktionen des Feedback-Steuergeräts 104, des Sollmodells 106 und des Fehlerkompensators 108 durch Lesen eines in einer Speichereinheit 20 gespeicherten Programms, das später beschrieben wird, und Ausführen des Programms mit einem Steuergerät 30 implementiert werden. Es ist zu beachten, dass die Funktionen des Feedback-Steuergeräts 104, des Sollmodells 106 und des Fehlerkompensators 108 von einer Speichereinheit und einem Steuergerät ausgeführt werden können, die sich von der Speichereinheit 20 und dem Steuergerät 30 unterscheiden.
Das Steuerungsobjekt 102 ist vorliegend ein Fahrzeug. Dem Steuerungsobjekt 102 wird eine Antriebskraft, die ein Steuereingang u ist, zugeführt. Ferner wird von dem Steuerungsobjekt 102, dem die Antriebskraft zugeführt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit als Ausgang y ausgegeben.
Das Feedback-Steuergerät 104 gibt eine Steuereingabe u_m an das Steuerungsobjekt 102 aus, indem es eine Feedback-Regelung basierend auf der Ausgabe y des Steuerungsobjekts 102 durchführt. Das Feedback-Steuergerät 104 bestimmt die Steuereingabe u_m so, dass eine Abweichung zwischen einem Sollwert r und dem Ausgang y kleiner wird, und gibt die Steuereingabe u_m aus. Der Ausgang y des Steuerungsobjekts 102 ist z.B. die Geschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Steuerungsobjekts 102. Das Feedback-Steuergerät 104 führt die Regelung auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit (Ausgang y) und der Zielgeschwindigkeit (Zielwert r) durch.
Das Sollmodell 106 ist ein Modell des Steuerungsobjekts 102, das keine Unsicherheiten enthält. Das Sollmodell 106 ist ein Modell, das nur auf der Grundplatte des Steuerungsobjekts 102 basiert und wie in Gleichung (1) dargestellt ist. $P_{m} = \frac{1}{M s}$
In Gleichung (1) ist P_m eine Übertragungsfunktion des Sollmodells 106, M ist die Masse des Fahrzeugs, und s ist eine Variable der Laplace-Transformation.
Da das Sollmodell 106 ein Modell ist, das nur auf der Masse basiert, gibt es einen Modellfehler zwischen dem Sollmodell 106 und dem tatsächlichen Fahrzeug, das das Steuerungsobjekt 102 ist. Der Modellfehler wird durch einen Fahrwiderstand (z. B. Roll- oder Luftwiderstand), ein Straßengefälle oder Ähnliches verursacht. Ein solcher Modellfehler erschwert das Erreichen eines gewünschten Regelverhaltens bei der Rückkopplungssteuerung. Um dagegen den Einfluss des Modellfehlers zu unterdrücken, ist das Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergerät 100 gemäß der Ausführungsform mit dem Fehlerkompensator 108 ausgestattet und aktualisiert automatisch einen Parameter des Fehlerkompensators 108.
Der Fehlerkompensator 108 gibt einen Korrekturwert zur Korrektur der von dem Feedback-Steuergerät 104 ausgegebenen Steuereingabe u_m aus. Der in das Steuerungsobjekt 102 einzugebende Steuereingang u wird anhand des Korrekturwertes und des Steuereingangs u_m bestimmt. Der Fehlerkompensator 108 ermittelt den Korrekturwert zur Korrektur des vom Feedback-Steuergerät 104 ausgegebenen Steuereingangs u_m auf der Grundlage eines Ausgangsfehlers zwischen dem Ausgang y_m des Sollmodells 106 und dem Ausgang y des Steuerungsobjekts 102. Der Fehlerkompensator 108 umfasst einen einstellbaren Regelparameter (im Folgenden als Parameter bezeichnet) p.
In dem Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergerät 100 gemäß der Ausführungsform aktualisiert die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 (3) den Parameter p des Fehlerkompensators 108. Wie die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 eingerichtet ist, wird später beschrieben. Hier wird angenommen, dass eine Übertragungsfunktion C des Steuerungsobjekts 102 wie in Gleichung (2) dargestellt ist. $C = \frac{T_{d}}{(1 - T_{d}) P_{m}}$
In Gleichung (2) ist T_d ein Referenzmodell. Das Referenzmodell T_d ist ein Modell, das von einem Konstrukteur unter Berücksichtigung einer gewünschten Reaktionsgeschwindigkeit, des Einflusses von Rauschen und dergleichen entworfen wurde.
Um den Parameter p zu aktualisieren, erfasst die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 zunächst Antriebskraftdaten u₀, bei denen es sich um Eingangsdaten handelt, die den Steuereingang in das Steuerungsobjekt 102 angeben, und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten y₀, bei denen es sich um Ausgangsdaten handelt, die den Ausgang des Steuerungsobjekts 102 angeben. Die Antriebskraftdaten u₀ und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten y₀ sind Zeitreihendaten über einen vorbestimmten Zeitraum (z.B. 10 Sekunden), in dem das Fahrzeug fährt.
In der Ausführungsform wird FRIT (Fictitious Reference Iterative Tuning), eine datengesteuerte Abstimmung des Steuergeräts, angewendet, um den Parameter p des Fehlerkompensators 108 unter Verwendung der Antriebskraftdaten u₀ und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten y₀ zu aktualisieren, bei denen es sich um einen Satz von Zeitreihendaten handelt.
Konkret findet die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 ein Pseudo-Referenzsignal als Zielwert. Das Pseudo-Referenzsignal wird wie in Gleichung (3) dargestellt. $\tilde{r} (ρ) = C^{- 1} (\frac{D (ρ)}{1 + P_{m} D (ρ)} y_{0} + \frac{1}{1 + P_{m} D (ρ)} u_{0}) + y_{0}$
In Gleichung (3) ist D die Übertragungsfunktion des Fehlerkompensators 108.
Als nächstes verwendet die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 das gefundene Pseudo-Referenzsignal und das Referenzmodell T_d, um eine Bewertungsfunktion J zu finden, die wie in Gleichung (4) dargestellt ist. $J = ‖ y_{0} - T_{d} \tilde{r} (ρ) ‖$
Die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 erfasst den Parameter p, der die Bewertungsfunktion J minimiert. Der Parameter p des Fehlerkompensators 108 wird auf den erfassten Parameter p aktualisiert. Auf diese Weise kann ein Parameter p gefunden werden, der eine gewünschte Reaktion des Referenzmodells T_d erreichen kann. Es sollte beachtet werden, dass die Bewertungsfunktion J z.B. durch die Methode der kleinsten Quadrate (vgl. method of least squares) minimiert wird.
2 ist eine graphische Darstellung der Simulationsergebnisse. Eine gestrichelte Linie A zeigt den Zielwert an, und eine durchgezogene Linie B zeigt einen Ausgangswert an. 2(a) zeigt ein Simulationsergebnis eines Vergleichsbeispiels. In dem Vergleichsbeispiel wird das Sollmodell verwendet, aber im Gegensatz zur Ausführungsform ist kein Fehlerkompensator 108 vorgesehen. In dem Vergleichsbeispiel weicht der Ausgangswert (Fahrzeuggeschwindigkeit) aufgrund des Einflusses des Modellfehlers des Sollmodells von dem in 2(a) gezeigten Sollwert (Sollgeschwindigkeit) ab, und die gewünschte Ansprechregelung wird nicht erreicht.
2(b) zeigt ein Simulationsergebnis der Ausführungsform. Da der Fehlerkompensator 108 in dieser Ausführungsform den Einfluss des Modellfehlers, wie z.B. des Widerstands während der Fahrt, unterdrückt, zeigt der Ausgangswert (Fahrzeuggeschwindigkeit) einen Wert nahe dem Zielwert (Zielgeschwindigkeit) an, wie in 2(b) gezeigt, und die gewünschte Reaktionssteuerung wird erreicht.
<Konfiguration der Parameteraktualisierungsvorrichtung>
Die Konfiguration der Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 zum Aktualisieren des Parameters p des Fehlerkompensators 108 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
3 zeigt schematisch ein Beispiel für die Einrichtung der Parameteraktualisierungsvorrichtung 1. Die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 ist hier in dem Fahrzeug vorgesehen. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 die Speichereinheit 20 und das Steuergerät 30.
Die Speichereinheit 20 umfasst einen Nur-Lese-Speicher (ROM) zum Speichern eines BIOS-Systems und dergleichen eines Computers sowie einen Arbeitsspeicher (RAM), der als Arbeitsbereich dient. Darüber hinaus ist die Speichereinheit 20 eine Speichereinheit mit großer Kapazität, wie z. B. ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder ein Solid-State-Laufwerk (SSD), das ein Betriebssystem (OS), ein Anwendungsprogramm und verschiedene Arten von Informationen speichert, auf die bei der Ausführung des Anwendungsprogramms Bezug genommen wird.
Das Steuergerät 30 ist ein Prozessor wie ein CPU oder ein GPU. Das Steuergerät 30 dient als Datenerfassungseinheit 32, als Referenzsignalerfassungseinheit 34 und als Parameteraktualisierungseinheit 36, indem es das in der Speichereinheit 20 gespeicherte Programm ausführt. Es sollte beachtet werden, dass in der Ausführungsform die Datenerfassungseinheit 32 einer ersten Erfassungseinheit, die Referenzsignalerfassungseinheit 34 einer zweiten Erfassungseinheit und die Parameteraktualisierungseinheit 36 einer Aktualisierungseinheit entspricht.
Die Datenerfassungseinheit 32 erfasst die Eingangsdaten, die den Steuereingang zum Steuerungsobjekt 102 wiedergeben, und die Ausgangsdaten, die den Ausgang des Steuerungsobjekts 102 wiedergeben. Insbesondere erfasst die Datenerfassungseinheit 32 die Antriebskraftdaten, die die Antriebskraft des Fahrzeugs wiedergeben, als die Eingangsdaten, und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs wiedergeben, als die Ausgangsdaten. Die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten sind Daten, die dadurch erhalten werden, dass die Antriebskraft und die Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine Erkennungseinheit, wie z. B. einen im Fahrzeug vorgesehenen Sensor, über einen vorbestimmten Zeitraum (z. B. 10 Sekunden) erfasst werden.
Die Datenerfassungseinheit 32 erfasst die Fahrkraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, wenn das Fahrzeug fährt, bevor es anhält. Die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten werden beispielsweise während der Fahrt des Fahrzeugs in der Speichereinheit 20 gespeichert, und die Datenerfassungseinheit 32 erfasst die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die in der Speichereinheit 20 gespeichert sind.
Die Datenerfassungseinheit 32 erfasst die Eingangsdaten und die Ausgangsdaten, wenn eine Differenz zwischen dem Sollwert und dem Ausgang des Steuerungsobjekts 102 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Insbesondere erfasst die Datenerfassungseinheit 32 die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, wenn die Differenz (im Folgenden auch als Geschwindigkeitsdifferenz bezeichnet) zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Wenn die Geschwindigkeitsdifferenz größer als der Schwellenwert ist, wird festgestellt, dass die gewünschte Ansprechsteuerung nicht erreicht wird, und die Datenerfassungseinheit 32 erfasst die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, um den Parameter p des Fehlerkompensators 108 zu aktualisieren. Es sollte beachtet werden, dass der Schwellenwert für jede Zielgeschwindigkeit variieren kann, wobei beispielsweise gilt je größer die Zielgeschwindigkeit, desto größer der Schwellenwert.
Die Referenzsignalerfassungseinheit 34 erfasst das Pseudo-Referenzsignal, das ein Regelungszielwert ist, unter Verwendung der Antriebskraftdaten und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die von der Datenerfassungseinheit 32 erfasst werden. Insbesondere findet die Referenzsignalerfassungseinheit 34 das Pseudo-Referenzsignal, das durch die oben beschriebene Gleichung (3) dargestellt wird. Das heißt, die Referenzsignalerfassungseinheit 34 findet das Pseudo-Referenzsignal unter Verwendung des Sollmodells 106, des Fehlerkompensators 108, der Antriebskraftdaten und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten.
Die Parameteraktualisierungseinheit 36 aktualisiert den Parameter p des Fehlerkompensators 108. Die Parameteraktualisierungseinheit 36 aktualisiert den Parameter p, wenn das als Steuerungsobjekt 102 dienende Fahrzeug angehalten wird. Die Parameteraktualisierungseinheit 36 aktualisiert den Parameter p des Fehlerkompensators 108 durch Minimierung der Bewertungsfunktion, die durch das von der Referenzsignalerfassungseinheit 34 gefundene Pseudo-Referenzsignal definiert ist.
Insbesondere findet die Parameteraktualisierungseinheit 36 zunächst den Minimalwert der Bewertungsfunktion J, die durch die oben beschriebene Gleichung (4) definiert wird. Mit anderen Worten, die Parameteraktualisierungseinheit 36 findet den Minimalwert der Bewertungsfunktion J, der definiert ist durch i) das Referenzmodell, das so entwickelt wurde, dass es eine gewünschte Reaktionscharakteristik aufweist, und ii) das Pseudo-Referenzsignal. Durch die Suche nach dem Minimalwert der Bewertungsfunktion J wird der optimale Wert des Parameters p gefunden. Die Parameteraktualisierungseinheit 36 aktualisiert den gefundenen optimalen Wert als den Parameter p des Fehlerkompensators 108.
Es ist zu beachten, dass in der vorstehenden Beschreibung die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 im Fahrzeug vorgesehen ist, aber nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 in einem externen Server vorgesehen sein und den Parameter p des Fehlerkompensators 108 unter Verwendung der vom Fahrzeug empfangenen Antriebskraftdaten und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten aktualisieren.
<Ablauf der Parameteraktualisierung>
Das Verfahren zur Aktualisierung des Parameters p des Fehlerkompensators 108 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren veranschaulicht, das von der Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 ausgeführt wird.
Das Ablaufdiagramm in 4 beginnt, wenn das fahrende Fahrzeug anhält. Zunächst stellt die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 fest, ob die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, während das Fahrzeug vor dem Halt fährt (Schritt S102) oder nicht.
Wenn die Geschwindigkeitsdifferenz größer ist als der Schwellenwert in Schritt S102 (Ja), erfasst die Datenerfassungseinheit 32 die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten über die vorbestimmte Zeitspanne (Schritt S104). Das heißt, die Datenerfassungseinheit 32 erfasst die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die einen Satz von Zeitreihendaten darstellen.
Als nächstes ermittelt die Referenzsignalerfassungseinheit 34 das Pseudo-Referenzsignal als Steuerzielwert auf der Grundlage der erfassten Antriebskraftdaten und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten (Schritt S106). Zum Beispiel findet die Referenzsignalerfassungseinheit 34 das Pseudo-Referenzsignal, das durch Gleichung (3) definiert wird.
Als nächstes ermittelt die Parameteraktualisierungseinheit 36 den Minimalwert der Bewertungsfunktion auf der Grundlage des gefundenen Pseudo-Referenzsignals und des Referenzmodells (Schritt S108). Zum Beispiel findet die Parameteraktualisierungseinheit 36 den Minimalwert der durch Gleichung (4) dargestellten Bewertungsfunktion J. Indem der Minimalwert der Bewertungsfunktion J auf diese Weise ermittelt wird, wird der optimale Wert des Parameters p ermittelt.
Als nächstes aktualisiert die Parameteraktualisierungseinheit 36 den Parameter p des Fehlerkompensators 108 (Schritt S110). Das heißt, die Parameteraktualisierungseinheit 36 aktualisiert den Parameter p des Fehlerkompensators 108 auf den in Schritt S108 gefundenen optimalen Wert. Das bedeutet, dass bei einer erneuten Fahrt des Fahrzeugs der aktualisierte Parameter p des Fehlerkompensators 108 zur Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird.
<Effekte der Ausführungsform>
Die vorstehend beschriebene Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 der Ausführungsform erfasst die Antriebskraftdaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten für das Steuerungsobjekt 102 und verwendet die erfassten Antriebskraftdaten und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, um das Pseudo-Referenzsignal zu finden, das den Steuerungszielwert darstellt. Dann aktualisiert die Parameteraktualisierungsvorrichtung 1 den Parameter p des Fehlerkompensators 108 durch Minimierung der durch das gefundene Pseudo-Referenzsignal definierten Bewertungsfunktion. Durch die Bereitstellung des Fehlerkompensators 108 kann das Sollmodell 106 in der Feedback-Steuerung verwendet werden. Da der Parameter p des Fehlerkompensators 108 unter Verwendung eines Satzes der Antriebskraftdaten und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten für das Steuerungsobjekt 102 automatisch aktualisiert werden kann, kann der Entwurf der Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung vereinfacht werden, und der Einfluss des Modellfehlers des Sollmodells 106 kann unterdrückt werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der exemplarischen Ausführungsformen erläutert. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den in den vorstehenden Ausführungsformen erläuterten Umfang beschränkt, und es ist möglich, verschiedene Änderungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung vorzunehmen. Zum Beispiel kann die gesamte Vorrichtung oder ein Teil davon mit einer beliebigen Einheit ausgestattet werden, die funktionell oder physisch getrennt oder integriert ist. Ferner sind neue beispielhafte Ausführungsformen, die durch beliebige Kombinationen dieser Einheiten entstehen, in den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten. Ferner haben die Effekte der neuen beispielhaften Ausführungsformen, die durch die Kombinationen erzeugt werden, auch die Effekte der ursprünglichen beispielhaften Ausführungsformen.
[Beschreibung der Bezugszeichen]

1: Parameteraktualisierungsvorrichtung
32: Datenerfassungseinheit
34: Referenzsignalerfassungseinheit
36: Parameteraktualisierungseinheit
100: Fahrzeuggeschwindigkeitssteuergerät
102: Steuerungsobjekt
104: Feedback-Steuergerät
106: Sollmodell
108: Fehlerkompensator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017157121 A [0002]

Claims

Parameteraktualisierungsvorrichtung (1) zum Aktualisieren eines Parameters eines Fehlerkompensators in einem Steuersystem (100), das ein Feedback-Steuergerät (104) zum Ausgeben einer Steuereingabe auf der Basis einer Ausgabe eines Steuerungsobjekts und eines Zielwerts und einen Fehlerkompensator (108) zum Korrigieren der Steuereingabe an das Steuerungsobjekt enthält, um einen Modellfehler eines Sollmodells, das das Steuerungsobjekt modelliert, zu unterdrücken, wobei die Parameteraktualisierungsvorrichtung (1) umfasst: eine erste Erfassungseinheit (32), die Eingangsdaten, die die Steuereingabe für das Steuerungsobjekt angeben, und Ausgangsdaten, die die Ausgabe des Steuerungsobjekts angeben, erfasst eine zweite Erfassungseinheit (34), die unter Verwendung der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten ein Pseudo-Referenzsignal erfasst, das ein Steuerzielwert ist; und eine Aktualisierungseinheit (36), die den Parameter des Fehlerkompensators durch Minimierung einer durch das Pseudo-Referenzsignal definierten Bewertungsfunktion aktualisiert.
Parameteraktualisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Erfassungseinheit (32) die Eingangsdaten und die Ausgangsdaten erfasst, wenn eine Differenz zwischen dem Zielwert und dem Ausgang größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Parameteraktualisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Erfassungseinheit (34) das Pseudo-Referenzsignal auf der Grundlage einer Übertragungsfunktion des Sollmodells auf der Basis der Masse des Steuerungsobjekts, einer Übertragungsfunktion des Fehlerkompensators, der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten erfasst.
Parameteraktualisierungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Aktualisierungseinheit (36) den Parameter des Fehlerkompensators aktualisiert, indem sie die Bewertungsfunktion minimiert, die durch ein Referenzmodell, das dazu vorgesehen ist, eine gewünschte Antwortcharakteristik zu haben, und das Pseudo-Referenzsignal definiert ist.
Parameteraktualisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Aktualisierungseinheit (36) den Parameter des Fehlerkompensators aktualisiert, indem sie einen Minimalwert der Bewertungsfunktion findet, die durch eine Differenz zwischen i) einem Produkt aus dem Referenzmodell und dem Pseudo-Referenzsignal und ii) den Ausgangsdaten definiert ist.
Parameteraktualisierungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Steuerungsobjekt ein Fahrzeug ist, die Eingangsdaten Daten sind, die eine Antriebskraft des Fahrzeugs angeben, und die Ausgangsdaten Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs sind.
Parameteraktualisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Aktualisierungseinheit (36) den Parameter des Fehlerkompensators zum Korrigieren der Steuereingabe aktualisiert, um den durch einen Fahrtwiderstand des Fahrzeugs verursachten Modellfehler zu unterdrücken.
Parameteraktualisierungsverfahren zum Aktualisieren eines Parameters eines Fehlerkompensators in einem Steuersystem, das ein Feedback-Steuergerät zum Ausgeben einer Steuereingabe auf der Grundlage einer Ausgabe eines Steuerungsobjekts und eines Zielwerts und einen Fehlerkompensator zum Korrigieren einer Steuereingabe für das Steuerungsobjekt enthält, um einen Modellfehler eines Sollmodells, das das Steuerungsobjekt modelliert, zu unterdrücken, wobei das Parameteraktualisierungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen von Eingangsdaten, die den Steuereingang in das Steuerungsobjekt angeben, und von Ausgangsdaten, die den Ausgang des Steuerungsobjekts angeben (S104); Erfassen eines Pseudo-Referenzsignals, das ein Steuerzielwert ist, unter Verwendung der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten (S106); und Aktualisieren des Parameters des Fehlerkompensators durch Minimieren einer durch das Pseudo-Referenzsignal definierten Bewertungsfunktion (S110).